A STUDY OF THE DIETARY FIBER (KELP POWDER) EFFECTS ON THE QUALITY OF WHEAT FLOUR BREAD

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПИЩЕВЫХ ВОЛОКОН (ПОРОШКА ЛАМИНАРИИ) НА КАЧЕСТВЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ХЛЕБА ИЗ ПШЕНИЧНОЙ МУКИ

Научная статья

Сагдеева Г.С.^1, *, Айсина Р.И.²

^{1, 2} Нижнекамский химико-технологический институт – филиал Казанского национального исследовательского технологического университета, Нижнекамск, Россия

* Корреспондирующий автор (sagdeeva_g[at]mail.ru)

Аннотация

Йод необходим для осуществления нормального функционирования щитовидной железы и выработки синтезируемых ею гормонов. Организм человека самостоятельно йод не вырабатывает, его возможно получить лишь с пищей извне. Источниками могут стать йодосодержащие продукты питания. Они позволяют привнести в рацион полиненасыщенные жирные кислоты, биогенные элементы, йодсодержащие соединения. Содержание йода в обычных пищевых продуктах - невелико, тогда как в морепродукта, в ламинарии - 0,14%–0,3% от массы сухого веса, при этом йод связан с органическими молекулами, поэтому легко усваивается человеком [1]. Биологически активные вещества водорослей обладают многоаспектным положительным действием на организм человека. Нами исследовано влияние порошка ламинарии на органолептические и физико-химические свойства хлеба, подобрана оптимальная концентрация пищевых волокон в рецептуре хлеба из пшеничной муки.

Ключевые слова: порошок ламинарии, хлеб из пшеничной муки, однофазный способ.

A STUDY OF THE DIETARY FIBER (KELP POWDER) EFFECTS ON THE QUALITY OF WHEAT FLOUR BREAD

Research article

Sagdeeva G.S.^1, *, Aisina R.I.²

^{1, 2} Nizhnekamsk Institute of chemical technology-branch of Kazan National Research Technological University, Nizhnekamsk, Russia

* Corresponding author (sagdeeva_g[at]mail.ru)

Abstract

Iodine is necessary for the normal functioning of the thyroid gland and the production of hormones synthesized by it. The human body does not produce iodine on its own and can only be obtained through the consumption of iodine-containing food that will allow for introducing polyunsaturated fatty acids, biogenic elements, and iodine-containing compounds into the diet. The content of iodine in ordinary food products is low, whereas in seafood, such as kelp, it contains 0.14%-0.3% of iodine to the dry weight. Iodine is bound to organic molecules and therefore is easily absorbed by humans [1]. Biologically active substances of algae have a multidimensional positive effect on the human body. The study examines the effect of kelp powder on the organoleptic and physicochemical properties of bread, and selects the optimal concentration of dietary fiber in the recipe of wheat flour bread.

Keywords: kelp powder, wheat flour bread, single-phase method.

Введение

Хлебобулочные изделия — это продукт ежедневного питания человека, поэтому его качество должно соответствовать всем медико-биологическим требованиям. Недостаточно удовлетворена потребность населения в изделиях лечебно-диетического и профилактического назначения.

Потребление в пищу ламинарии обогащает питание важными элементами, помогает организму противостоять сердечно-сосудистым заболеваниям, выведению из организма лишнего холестерина, рассасыванию склеротических бляшек, которые могут образовать тромб и привести к инсульту или инфаркту, улучшить показатели крови, нормализовать обмен веществ, очистить клетки и ткани от табачных смол. Также в ламинарии содержатся полисахариды, фруктоза, альгиновая, аскорбиновая кислоты, микро- и макроэлементы – Cu, Mg, Co, Ag, Ca, B, K, Zn, витамины В₁, В₂, В₁₂, D. При этом витамина С в 4 раза больше чем в цитрусах [1], [10].

Ламинария - содержит полисахариды, белковые вещества, витамины, йод, минеральные соли, а также микроэлементы. В медицине ламинарию применяют в виде порошка, капсул или геля для профилактики зоба, атеросклероза, как слабительное средство при хронических запорах и колитах. Получают в форме гранул суммарный препарат «Ламинарид», содержащий смесь полисахаридов с белковым компонентом и соли альгиновых кислот [2], [9].

ГУНИИ питания РАМН совместно с МГУПП и МГТА были проведены комплексные исследования по развитию технологий производства хлебобулочных изделий, обогащенных йодом. Полученные итоги позволяют утверждать, что йодосодержащие добавки совершеннее, т.к. не обязательно использование дополнительного оборудования, разработки новой технологии [3].

Донченко Л.В. считает, йодированная соль угнетают рост микрофлоры и оказывает наибольшее ингибирующее действие. Это связано с присутствием в хлебе йода в виде соединения КЮ₃, которое может тормозить развитие бактерий Bacillus subtilis и мицелия плесневых грибов Penicillium [4]. Следовательно, использование соли, йодированной КЮ₃, способствует предупреждению развития картофельной болезни и плесневения хлеба и повышает микробиологическую безопасность хлебобулочных изделий [5].

Кодзокова М.Х. утверждает, что при добавлении в рецептуру хлеба из муки пшеничной ламинарии было отмечено ускорение брожения тестовых заготовок, что является следствием большого содержания в составе водоросли белков, жиров, углеводов и минеральных веществ. Добавление ламинарии оказало положительное влияние на качество подового хлеба - хлеб имел развитую пористость, высокий объем и мякиш с мелкими вкраплениями порошка ламинарии [3]. Использование бурой водоросли в рецептурах хлебобулочных изделий придает им оригинальные вкусовые свойства, улучшает физико-химические свойства готового продукта, снижает интенсивность процессов очерствения при хранении, а также обогащает хлебобулочные изделия минеральными веществами [6].

В исследованиях Донченко Л.В. указано, что при введении больших количеств добавок (более 3—5% от массы муки) происходит существенное ухудшение органолептических свойств и потребительских качеств готовой продукции [4]. Исходя из данных были проведены пробные лабораторные выпечки образцов хлеба пшеничного однофазным способом с добавлением порошка ламинарии в опытные образцы - 0,5%, 1% и 1,5% от общей массы муки [7]. В качестве основы рецептур опытных продуктов (контроль), была выбрана рецептура хлеба из пшеничной муки (см. табл. 1).

 

Таблица 1 – Рецептура хлеба пшеничного с добавлением порошка ламинарии

Ингредиенты	Количество, г
Мука	300
Дрожжи	15
Соль	4,5
Сахар	3
Вода	162

  При измерении влажности, кислотности и пористости получили следующие значения (см. табл.2).  

Таблица 2 – Влажность, кислотность и пористость исследуемых образцов

	Контроль	0,5%	1%	1,5%
Влажность, %	35,84	34,35	37,33	36,08
Кислотность, град.	2,5	2,5	2,4	2,0
Пористость, %	77,11	78,43	79,09	79,39

 

При увеличении концентрации порошка ламинарии в рецептуре хлеба пшеничного пористость опытных образцов увеличивается, но остается в диапазоне, указанном в ГОСТ Р 56631-2015 [8].

Показатели влажности и кислотности тестовых заготовок опытных образцов во время брожения (см. табл. 3).

 

Таблица 3 – Влажность и кислотность теста во время брожения

Образец	0 мин		30 мин		60 мин		90 мин
	W, %	K,град	W, %	K,град	W,%	K,град	W,%	K,град
Контроль	35,74	1,6	32,56	1,8	31,04	2	30,47	2,1
0,5%	34,8	1,5	32,41	1,8	30,85	1,9	29,98	2
1%	36,81	1,7	34,53	1,9	32,97	2	31,74	2,2
1,5%	37	1,5	35,26	1,9	32,46	2,1	31,89	2,2

  Изменения массы изделий в процессе приготовления представлены в таблице 4.  

Таблица 4 – Масса изделий в процессе приготовления

Наименование показателя	Значение, г
	Контроль	0,5%	1%	1,5%
Масса теста до брожения	331	340	340	341
Масса теста после брожения	326	335	332	338
Масса теста после расстойки	317	326	332	326
Масса хлеба после выпечки	306	301	289	284
Масса остывшего хлеба	293	296	278	276

Технологические затраты — это невосполнимая потеря массы в процессе приготовления изделий. Технологические затраты на приготовление хлеба представлены в таблице 5.

 

Таблица5 – Технологические затраты при выработке хлеба

Наименование показателя	Технологические затраты, %
	На брожение	На упек	На усушку
Контроль	1,51	7,66	2,65
0,5%	1,47	7,67	1,6
1%	2,4	12,95	3,81
1,5%	4,34	16,45	2,82

 

Таким образом, физико-химические показатели с увеличением концентрации порошка ламинария могут улучшаться, и они удовлетворяют требованиям ГОСТ Р 56631-2015 [8].

С точки зрения качественных показателей продукт должен в первую удовлетворять сенсорные потребности человека. Поэтому была проведена органолептическая оценка готовых изделий. Результаты органолептических показателей представлены в таблице 6. Органолептические показатели оценивались в баллах по десяти балльной шкале умноженной на коэффициент весомости по следующим показателям: форма изделий, окрас корки, запах, состояние корки, пористость, крошковатость, вкус.

Внесение порошка ламинарии привело к улучшению органолептических свойств при концентрации 0,5 – 1% к массе муки и к ухудшению при большей концентрации. Максимальную оценку получил образец с концентрацией порошка ламинария 0,5% к массе муки (11,43 баллов). Этот образец отличался приятными ароматами и вкусом.

 

Таблица 6 – Органолептические показатели исследуемых образцов

Показатели качества хлеба	Коэффициент весомости	Контрольный образец	0,5%	1%	1,5%
Форма изделий	1	9	10	10	7
Окрас корки	0,8	9	9	9	9
Запах	2	8	10	8	6
Состояние корки	1	7	9	8	8
Пористость	1	8	9	9	8
Крошковатость	0,6	7	8	8	6
Вкус	2	9	10	9	7
Средний бал		8,68	11,43	10,57	8,54

 

На основании проведенных исследований можно рекомендовать использование порошка ламинарии в производстве хлеба пшеничного при концентрации 0,5% к массе муки. При этом наблюдаются наилучшие органолептические и хорошие физико-химические свойства (см. табл. 7).

 

Таблица 7 – Результаты комплексной оценки исследуемого хлеба

Наименование показателя	Характеристика и норма
	Показатель	Результат
		Контроль	0,5%	1%		1,5%
Внешний вид
форма	Округлая, овальная или продолговато-овальная, не расплывчатая, без притисков.
поверхность	Без крупных трещин и подрывов. Гладкая или шероховатая.
цвет	Светло-желтый
Состояние мякиша
мякиш	Пропеченный, не влажный на ощупь. Эластичный, после легкого надавливания пальцами мякиш принимает первоначальную форму
промес	Без комочков и следов непромеса
пористость	Развитая, без пустот и уплотнений.
Вкус	Свойственный данному виду изделия, без постороннего привкуса.				Не сильно выраженный горьковато-соленый привкус
Запах	Свойственный данному виду изделия, без постороннего запаха
Влажность, %	49	35,84	34,35	37,33		36,08
Кислотность, не более, град	7	2,5	2,5	2,4		2,0
Пористость, не менее, %	54	77,11	78,43	79,09		79,39

 

В результате исследования были получены следующие результаты.

1. Присутствие порошка ламинарии в концентрации более 1,5% изменяются органолептические свойства: хлебобулочные изделия приобретают неприятный горько-соленый вкус.
2. Определена оптимальная концентрации порошка ламинарии в рецептуре хлеба из пшеничной муки высшего сорта - 0,5% от общей массы муки высшего сорта, при этой концентрации получается продукт с высокими качественными характеристиками.
3. При добавлении порошка ламинарии 0,5, 1% и 1,5% физико-химические свойства претерпевают незначительные изменения.
4. Установлено, что при увеличении концентрации порошка ламинарии пористость готовых изделий увеличивается.

Конфликт интересов Не указан.

Conflict of Interest None declared.

  

Список литературы / References

1. Арсеньева, Л.Ю. Медицина и фармация-2003 / Л.Ю. Арсеньева, Л.А.Герасименко, М.Н. Антонюк // Сб. матер. Междунар. конф. стран СНГ. Одесса. 2003 г. – С. 16 - 20.
2. Щеплягина, Л.А. В XX веке без йодного дефицита. Программа действий для правительственных и неправительственных организаций /Л.А. Щеплягина // Здоровье для всех. - Всё для здоровья в России.- Серия докладов по политике в области охраны здоровья населения. 2000. – № 6. – С. 119 - 122.
3. Кодзокова М.Х. Влияние пищевых добавок из морских водорослей на качество хлебобулочных изделий / М.Х.Кодзокова, Ж.М. Кунашева // Известия ДВФУ.Экономика и управление., 2015.- №2. - С.90-102
4. Донченко Л.В. Технология функциональных продуктов питания:: учеб. пособие для СПО /под общ. ред. Л. В. Донченко. — 2-е изд., испр. и доп. — М.: Издательство Юрайт,2018 — 176 с. — (Серия : Профессио нальное образование).
5. Зачиняев Я.В. Улучшение технологии производства хлебобулочных изделий с использованием морских водорослей как основа продовольственной безопасности / Я.В. Зачиняев // Технические науки. -2016. - №41-2, с.6-9.
6. Усов А.И. Химические исследования водорослей / А.И.Усов, О.С. Чижов // Химия. –1988. –No 5. –48 с
7. Сагдеева Г.С. Общая технология пищевых производств: учебное пособие / Г.С.Сагдеева, Н.У. Мухаметчина. – Санкт-Петербург: Свое издательство. – 2019. – 92с.
8. ГОСТ Р 56631- 2015. Изделия хлебобулочные из пшеничной хлебопекарной муки. Общие технические условия. — Введ. 2015−09−10.— М.: Стандартинформ, 2016.— 17 с.
9. Матвеева Т.В. Физиологически функциональные пищевые ингредиенты для хлебобулочных и кондитерских изделий / Т.В. Матвеева, С.Я. Корячкина: монография. Орел: ФГБОУ ВПО «Госуниверситет - УНПК». - 2012.- с.140
10. Маслов А.В. Влияние добавки растительного происхождения на потребительские свойства хлебобулочного изделия из пшеничной муки с крепкой клейковиной и пониженной сахарообразующей способностью / А.В. Маслов, З.Ш. Мингалеева, О.В. Старовойтова, А.Г. Чартинова // Молодежь и наука в XXI веке: знания и инновации. 2019, т.3, с.242-245.

Список литературы на английском языке / References in English

1. Arsenieva, L. Yu. Medicina i farmacija-2003 [Medicine and Pharmacy-2003] / L. Y. Arsenyeva, L. A. Gerasimenko, M. N. Antonyuk // Sb. mater. Mezhdunar. konf. stran SNG. Proceedings of International Conference of The CIS Countries. Odessa. 2003 – pp. 16 - 20. [in Russian]
2. Shalagina, L. A. V XX veke bez jodnogo deficita. Programma dejstvij dlja pravitel'stvennyh i nepravitel'stvennyh organizacij [In the Twentieth Century Without Iodine Deficiency. Action Program for Governmental and Non-Governmental Organizations] / L. A. Shalygina // Zdorov'e dlja vseh. - Vsjo dlja zdorov'ja v Rossii.- Serija dokladov po politike v oblasti ohrany zdorov'ja naselenija. [Health for All. - Everything for Health in Russia. - A Series of Reports on Public Health Policy.]. 2000. - No. 6. - pp. 119-122. [in Russian]
3. Vlijanie pishhevyh dobavok iz morskih vodoroslej na kachestvo hlebobulochnyh izdelij [Influence of Food Additives from Seaweed on The Quality of Bakery Products] / M. Kh. Kodzokova, Zh. m. Kunasheva // Izvestija DVFU. Jekonomika i upravlenie. [News of the FEFU. Economics and Management.], 2015, no. 2, pp. 90-102 [in Russian]
4. Donchenko L. V. Tehnologija funkcional'nyh produktov pitanija [Technology of Functional Food Products]: Textbook Manual For SPO. / Edited by L. V. Donchenko - 2nd ed., revised and updated: Yurait publ. house, 2018-176 p. - (Series: Professional Education). [in Russian]
5. Zachinyaev Ya. V. Uluchshenie tehnologii proizvodstva hlebobulochnyh izdelij s ispol'zovaniem morskih vodoroslej kak osnova prodovol'stvennoj bezopasnosti. [Improving the production technology of bakery products using seaweed as the basis of food security] / V. Ya Zachinyaev // Tehnicheskie nauki. [Technical Sciences.] -11.02.2016. - №41-2, pp. 6-9. [in Russian]
6. Usov A. I. Himicheskie issledovanija vodoroslej [Chemical Research of Algae] / A. I. Usov, O. S. Chizhov // Himija. [Chemistry.] -1988. - No 5. -48 P. [in Russian]
7. Sagdeev, G. S. Obshhaja tehnologija pishhevyh proizvodstv: uchebnoe posobie [General Technology of Food Production: Textbook] / G. S. Sagdeev, N. From. Muhametshina. - Saint Petersburg: Svoe publishing house. - 2019 - 92 p. [in Russian]
8. GOST R 56631 - 2015. Izdelija hlebobulochnye iz pshenichnoj hlebopekarnoj muki. Obshhie tehnicheskie uslovija. [Bakery Products Made from Wheat Flour. General Specifications.] - introduced 2015-09-10. - Mю: Standartinform, 2016. - 17 p. [in Russian]
9. Matveeva T. V. Fiziologicheski funkcional'nye pishhevye ingredienty dlja hlebobulochnyh i konditerskih izdelij: monografija. [Physiologically Functional Food Ingredients for Bakery and Confectionery Products: Monograph] / T. V. Matveeva, S. Y. Karachkina. Oryol: Oryol State University. - 2012. - p. 140 [in Russian]
10. Maslov A.V. Vlijanie dobavki rastitel'nogo proishozhdenija na potrebitel'skie svojstva hlebobulochnogo izdelija iz pshenichnoj muki s krepkoj klejkovinoj i ponizhennoj saharoobrazujushhej sposobnost'ju [Influence of Plant-Based Additives On Consumer Properties Of Bakery Products Made Of Wheat Flour With Strong Gluten And Reduced Sugar-Forming Capacity]/ A. V. Maslov, Z. Sh. Mingaleeva, O. V. Starovoitova et al. // Molodezh'' i nauka v XXI veke: znanija i innovacii. [Youth and Science in The XXI Century: Knowledge and Innovation.] 2019, vol. 3, pp. 242-245 (RINC) [in Russian]